TPP. Python - Programando en biología - Parte 1

Atención: Este TP NO tiene informe.

Software a usar

• Python (Google Colab)

Recursos Online

• Google Colab - Guía de inicio
• Python Tutorial (Documentación oficial)
• Pandas - User Guide
• Pandas Cheat Sheet
• Curso Kaggle Learn - Python
• Curso Kaggle Learn - Pandas

Objetivos

• Familiarizarse en el lenguaje de programación Python.
• Ver como los mismos conceptos de programación se transladan de un lenguaje a otro.
• Utilizar herramientas de programación para resolver problemas biológicos.

Introduccion a Python

Python es actualmente uno de los lenguajes más utilizados en bioinformática, ciencia de datos e inteligencia artificial. Su popularidad se debe a su sintaxis clara y sencilla, así como a la gran cantidad de bibliotecas especializadas que ofrece para el procesamiento, análisis y visualización de datos.

Google Colab - Empezamos con el TP

Google Colab es un entorno de desarrollo basado en la nube que permite escribir y ejecutar código en Python directamente desde el navegador, sin necesidad de instalar programas en la computadora. Al igual que otros IDEs (Integrated Development Environments), ofrece un espacio para escribir código, ejecutarlo, detectar errores (debuguear) y visualizar los resultados en un mismo lugar.

Una de las principales ventajas de Google Colab es que ya incluye instaladas muchas de las bibliotecas más utilizadas para el análisis de datos, como NumPy, Pandas, Matplotlib y Seaborn, además de permitir el uso gratuito de recursos de cómputo como GPU y TPU cuando es necesario. Asimismo, los cuadernos (notebooks) pueden compartirse fácilmente mediante un enlace, facilitando el trabajo colaborativo y la reproducción de análisis por parte de otros usuarios.

✏️1) Abran Google Colab desde el navegador (Google Colab)

✏️2) Creen un nuevo notebook haciendo click en Nuevo notebook en la parte superior

Ahora sí, deberían ver lo siguiente:

✏️3) Verificar que estemos utilizando Python. Para ejecutar código, Google Colab debe estar conectado a un entorno de ejecución. Para comprobar el lenguaje seleccionado, vayan a Entorno de ejecución Cambiar tipo de entorno de ejecución. En la ventana que se abre, en Tipo de entorno de ejecución debería aparecer Python 3. Google Colab también permite ejecutar código en otros lenguajes, como por ejemplo, R. Si el entorno aún no está iniciado, hagan clic en Conectar (esquina superior derecha) para iniciar la sesión.

✏️4) Durante este trabajo práctico les pedimos que desactiven temporalmente la asistencia de IA de Google Colab. El objetivo de este TP es aprender los fundamentos de Python, por lo que es importante que escriban el código y resuelvan los ejercicios por sus propios medios. Una vez adquiridas estas bases, la asistencia de IA puede convertirse en una herramienta muy útil para programar de manera más eficiente. Para hacerlo vayan a: Herramientas Configuración Asistencia de IA Destildar todas las casillas

• Elementos principales de Google Colab

Celdas de código (zona central del notebook)

Las celdas de código contienen instrucciones en Python. Para ejecutarlas pueden hacer clic en el botón ▶ ubicado a la izquierda de la celda o presionar Shift+Enter, lo que además ejecuta la celda y selecciona la siguiente.

Celdas de texto (zona central del notebook)

Las celdas de texto permiten escribir explicaciones, títulos o consignas usando Markdown. En este trabajo práctico las utilizaremos para organizar el contenido y describir los ejercicios.

Panel de variables (zona inferior del notebook)

En el panel Variables pueden ver las variables que fueron creadas durante la ejecución del notebook. Esto resulta útil para inspeccionar datos y comprobar que el código está funcionando como esperan. A veces, este panel puede no actualizarse correctamente o no mostrar todas las variables creadas. Si esto ocurre, prueben a actualizar la página (f5). Sino pueden ejecutar el siguiente comando para listar todas las variables definidas en la sesión:

%whos

Archivos (barra lateral izquierda)

En la pestaña Archivos pueden explorar los archivos disponibles en la sesión de Colab y subir nuevos archivos desde su computadora. Más adelante utilizaremos esta pestaña para cargar los datos que analizaremos.

Terminal (zona inferior del notebook)

Google Colab también dispone de una terminal (Bash), desde la cual es posible ejecutar comandos del sistema operativo, de forma similar a la terminal que utilizamos en los trabajos prácticos anteriores. En este trabajo práctico utilizaremos las celdas de código para ejecutar programas en Python.

Guardar el notebook

Si modifican el notebook y desean conservar los cambios, pueden guardarlo en su cuenta de Google Drive usando Archivo → Guardar una copia en Drive.

Reiniciar el entorno

Las variables creadas en una sesión permanecen en memoria hasta que el entorno se reinicia. Si obtienen resultados inesperados, una buena práctica es ejecutar Entorno de ejecución → Reiniciar sesión y volver a correr las celdas desde el comienzo.

Programando en Python

Ahora que tenemos una idea de la interfaz de Google Colab vamos a ver como se crean los programas.

Antes de empezar, es útil entender que un programa en Python no es más que una secuencia de instrucciones que la computadora ejecuta.

Estas instrucciones pueden ser de distintos tipos. Por ejemplo:

• Crear o modificar variables, que almacenan información.
• Llamar a funciones, que realizan una tarea específica.
• Escribir estructuras como if, for o while, que permiten tomar decisiones o repetir acciones (las veremos más adelante).

Una función es un bloque de código que realiza una tarea específica. Algunas funciones ya vienen incluidas en Python, otras son proporcionadas por librerías y también podemos crear nuestras propias funciones. Más adelante veremos esto con mayor detalle.

Las funciones pueden recibir uno o más argumentos, es decir, la información que necesitan para realizar su tarea. Por ejemplo:

print("Hola Mundo!")

En este caso, print() es la función y "Hola Mundo!" es el argumento que le estamos pasando.

También existen funciones que reciben varios argumentos. Por ejemplo:

print("Hola", "Mundo")

En este caso la función recibe dos argumentos y los imprime separados por un espacio.

Ayuda de las funciones

En Google Colab pueden obtener información sobre una función simplemente dejando el cursor sobre su nombre. También pueden escribir el nombre de la función seguido de ?, por ejemplo:

print?

Esto mostrará una breve descripción de la función y los argumentos que acepta.

✏️5) En la primera celda de código escriban lo siguiente y ejecútenla presionando Shift+Enter o haciendo clic en el botón ▶.

print("Hello World!")

print es equivalente al echo de bash y cuando lo usamos decimos que imprimimos a la variable. Puede ser que usemos las frases "imprimir por terminal", "imprimir por consola", o "imprimir por pantalla" de forma intercambiable.

Como muestra el código anterior, los argumentos de una función en Python se escriben entre paréntesis y, si hay más de uno, se separan con comas.

Al ejecutar la celda deberían ver:

Hello World!

✏️6) Modifiquen ahora la misma celda para que imprima:

print("Hola Bioinformática!")

Vuelvan a ejecutarla usando Shift+Enter.

Cada vez que modifiquen una celda deberán volver a ejecutarla para que los cambios tengan efecto.

✏️7) Si desean conservar los cambios realizados en el notebook, guárdenlo en su cuenta de Google Drive mediante Archivo Guardar una copia en Drive.

Por defecto, Google Colab guardará el notebook en la carpeta Mi unidad Colab Notebooks de su Google Drive. El archivo tendrá la extensión .ipynb.

A diferencia de un script tradicional de Python (archivos con extensión .py), un notebook de Google Colab guarda no solo el código, sino también el texto explicativo, las figuras, las tablas y los resultados obtenidos durante la ejecución de cada celda.

Python: Variables

Como dijimos cuando vimos Bash, diferentes lenguajes tienen elementos similares, pero se usan ligeramente diferente. Vamos a entonces a aprender como se usan las variables en Python.

✏️1) Escriban en una celda de código la siguiente línea y ejecútenla:

bacteria = "Escherichia coli"

En Python, las variables se asignan utilizando el símbolo =. Una vez creada una variable, podemos utilizarla simplemente escribiendo su nombre.

¿Se acuerdan del panel Variables que vimos al comienzo del TP? Si lo abren ahora, deberían ver la variable bacteria junto con su valor.

✏️2) En una nueva celda escriban:

print(bacteria)

La función print() muestra el valor de una variable por pantalla.

Al ejecutar la celda deberían obtener:

Escherichia coli

Al igual que en otros lenguajes, las variables permanecen almacenadas en memoria y pueden reutilizarse en las celdas siguientes sin necesidad de volver a definirlas. Esto es una gran ventaja, ya que nos permite trabajar sin tener que ejecutar todo el notebook desde el principio cada vez que hacemos un cambio.

Sin embargo, un gran poder conlleva una gran responsabilidad. Como las variables permanecen en memoria, es posible estar utilizando un valor "viejo" si modificamos el código pero no volvemos a ejecutar la celda correspondiente. Esto puede generar resultados inesperados y hacer más difícil encontrar errores.

Por esta razón, una buena práctica es ejecutar las celdas del notebook en orden, de arriba hacia abajo, para asegurarse de que todas las variables tengan el valor esperado.

También es buena práctica comentar las instrucciones más importantes para que el código pueda ser entendido y reutilizado por otras personas. Es algo así como el cuaderno de laboratorio bioinformático.

En un notebook también es posible mostrar el contenido de una variable escribiendo únicamente su nombre:

bacteria

En este caso, Google Colab mostrará automáticamente el contenido de la variable porque es la última instrucción de la celda. Si hubiera más líneas de código después de bacteria, ese valor ya no se mostraría automáticamente.

Ambas formas permiten ver el contenido de la variable. Sin embargo, cuando escribimos programas es recomendable utilizar print() para dejar explícito que queremos mostrar ese resultado.

✏️3) Escriban y ejecuten las siguientes celdas:

bacteria

bacteria

print("Fin")

¿Qué diferencia observan entre ambas celdas? ¿Por qué creen que ocurre?

Comentarios

Los comentarios en Python se hacen de la misma forma que en Bash, ignorando todo lo que está después de un #.

saludo = "Hola Mundo!"
# saludo = "Esto no va a hacer nada"

print(saludo)  # print("Esto tampoco")

Los comentarios son muy útiles para explicar qué hace una parte del código o dejar notas para uno mismo o para otras personas que vayan a reutilizar el programa.

Tip - Comentar en masa

Es posible comentar o descomentar varias líneas de código al mismo tiempo. Para ello, seleccionen las líneas que desean comentar y presionen Ctrl + /

Números

En Python existen dos tipos principales de variables numéricas: los números enteros (int) y los números reales (float).

✏️4) Ejecuten el siguiente código celda por celda y observen cómo se va modificando el valor de la variable n.

n = 2  # n es una variable de tipo int
print(n)

# Podemos realizar diferentes operaciones matemáticas
n = ((n + 2) * 2) ** 2
print(n)

n = ((n - 2) / 2) ** (1/2)
print(n)

Observen que el valor final de n ya no es un número entero sino un número real.

Tip - Averiguar el tipo de una variable

Si no saben de qué tipo es una variable, pueden utilizar la función type(), la cual devuelve el tipo de la variable. Por ejemplo:

print(type(n))

Cadenas de caracteres o Strings

En Python las cadenas de caracteres, comúnmente llamadas strings, tienen el tipo de variable str. En Python, las cadenas de caracteres (strings) se representan mediante texto encerrado entre comillas. Pueden utilizarse tanto comillas simples ('...') como comillas dobles ("..."), y ambas son equivalentes. La elección suele depender del estilo o de si la cadena contiene comillas del otro tipo.

✏️5) Ejecuten las siguientes celdas, lean los comentarios y observen cómo se va modificando el valor de la variable frase.

Código

frase = "Había"
print(frase)

frase = frase + " una"
print(frase)

frase = frase + " vez"
print(frase)

frase = frase + "..."
print(frase)

Código con comentarios

frase = "Había"   # frase es una variable de tipo str

# Podemos concatenar strings utilizando el operador +
frase = frase + " una"

# Agregamos otra palabra, incluyendo un espacio al comienzo
frase = frase + " vez"

# Agregamos tres puntos, sin espacio entre "vez" y los puntos
frase = frase + "..."

print(frase)

✏️6) Averigüen de qué tipo es la variable frase.

En Python, muchas operaciones sobre los strings se realizan mediante métodos, es decir, funciones asociadas al propio objeto. Los métodos se invocan escribiendo un punto (.) después del nombre de la variable.

Es importante notar que cada tipo de objeto tiene sus propios métodos. Algunos métodos son exclusivos de un determinado tipo de objeto, mientras que otros pueden existir en varios tipos pero realizar tareas diferentes. Por ejemplo, los strings tienen métodos como upper() o replace(), mientras que las listas tienen métodos como append(), que veremos más adelante.

Por ejemplo, podemos convertir un texto a mayúsculas.

frase.upper()

✏️7) Ejecuten las siguientes líneas y observen qué ocurre:

print(frase)

frase.upper()

print(frase)

Noten que el método upper() no modifica la variable frase, sino que devuelve un nuevo string con el resultado. Es importante notar que no todos los métodos se comportan de la misma manera. Algunos, como upper(), devuelven un nuevo objeto sin modificar el original, mientras que otros sí modifican el objeto sobre el que se aplican.

Si queremos conservar el resultado de upper(), podemos asignarlo a una nueva variable:

frase_mayuscula = frase.upper()

print(frase_mayuscula)

O bien reemplazar el contenido de la variable original:

frase = frase.upper()

print(frase)

Otros métodos nos permiten reemplazar parte del texto o contar cuántas veces aparece un carácter:

frase.replace("Había", "Existe")

frase.count("a")

Se pueden hacer muchas más cosas con strings, como extraer partes del texto (substrings), buscar si una palabra aparece dentro de otro texto o dividir un string en varias partes. Iremos aprendiendo estas herramientas a medida que las necesitemos.

✏️Ejercicio 1 - Variables simples

En este ejercicio vamos a practicar el uso de variables numéricas y strings en Python.

1. Creen dos variables numéricas, asígnenles un valor e impriman el resultado de realizar su suma. Luego hagan lo mismo pero con resta y multiplicación.

2. Asignen el valor 0 a una nueva variable e intenten dividir uno de los números anteriores por ella.

   • ¿Qué ocurre? ¿Cómo informa Python este error?

3. Creen una variable de tipo string con la siguiente secuencia de ADN:

   ATGGCTAACCGTTACGAATGCTAA
   

4. Impriman la longitud de la secuencia utilizando la función len().

5. Cuenten cuántas veces aparece la base "A" utilizando el método count().
6. Generen la secuencia de ARN reemplazando todas las T por U utilizando el método replace(), y guardenla como una nueva variable.
7. ¿Cuántos aminoácidos codificaría esta secuencia?

Listas

En Python, una de las estructuras de datos más utilizadas es la lista (list). Una lista es una colección ordenada de elementos, que se escriben entre corchetes ([]) y cuyos elementos se separan con comas.

Las listas pueden contener elementos de distintos tipos, aunque en bioinformática es habitual trabajar con listas cuyos elementos son todos del mismo tipo.

# Lista con strings
lista_frase = ["Había", "una", "vez..."]

Como acceder a los elementos de una lista

Como pueden ver, es posible acceder a un elemento individual de la lista utilizando corchetes.

Índices

En Python, el primer elemento de una lista tiene índice 0. Por ejemplo, lista_frase[0] devuelve "Había", mientras que lista_frase[1] devuelve "una".

Si ya programaron en otros lenguajes, tengan presente que no todos utilizan la misma convención para numerar los elementos de una colección.

✏️1) Ejecuten las siguientes celdas:

print(lista_frase)

print(lista_frase[0])

print(lista_frase[1])

¿A qué elemento de la lista corresponde cada índice?

Ahora probemos con una lista de números:

lista_numeros = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

✏️2) Ejecuten las siguientes celdas:

print(lista_numeros[5])

¿El índice coincide con el valor almacenado? Noten que el índice no representa el valor almacenado, sino la posición del elemento dentro de la lista. El índice 5 corresponde al sexto elemento de la lista.

# También podemos crear listas de números consecutivos utilizando la función `range()`.
lista_rango = list(range(0,12))
print(lista_rango)

✏️3) Respondan las siguientes preguntas:

• ¿El número 12 está incluido en la lista?
• Utilicen range() para generar una lista igual a lista_numeros.

Además de acceder a un único elemento, también es posible acceder a una parte de una lista utilizando la sintaxis inicio:fin (Slices).

✏️4) Ejecuten las siguientes celdas:

print(lista_numeros[2:5])

print(lista_numeros[:4])

¿Qué elementos devuelve cada caso?

Slices

Al igual que con range(), el índice final no está incluido.

Por ejemplo, lista_numeros[2:5] devuelve los elementos ubicados en las posiciones 2, 3 y 4.

También es posible combinar listas utilizando el operador +:

lista_hueco = list(range(1,4)) + list(range(7,11))

print(lista_hueco)

De la misma forma, también podemos agregar elementos al final de una lista utilizando +:

print(lista_numeros + [11, 12])

Noten que la lista original lista_numeros no se modifica. Si quieren conservar el resultado, deberán asignarlo a una variable.

Una forma de modificar directamente la lista original es utilizando el método append(), que agrega un elemento al final de la lista:

✏️5) Ejecuten las siguientes celdas:

print(lista_numeros)

lista_numeros.append(11)

print(lista_numeros)

A diferencia del operador +, el método append() sí modifica la lista original.

Las listas de Python pueden contener elementos de distintos tipos:

lista_mixta = [1, 2, "asd"]

print(type(lista_mixta))

print(type(lista_mixta[0]))
print(type(lista_mixta[2]))

Cada elemento conserva su tipo original. Sin embargo, si intentamos realizar operaciones incompatibles obtendremos un error. Por ejemplo, no tiene sentido sumar un número con un string.

print(lista_mixta[0] + lista_mixta[1])  # válido

print(lista_mixta[0] + lista_mixta[2])  # error

print(lista_mixta[2] + 3)               # error

Diccionarios

Otra estructura de datos muy utilizada en Python es el diccionario (dictionary). Un diccionario almacena pares clave-valor (key-value), donde cada clave identifica un valor asociado. Cada clave funciona como el nombre de un dato y cada valor es la información asociada a esa clave.

Se crean utilizando llaves ({}) y cada par clave-valor se escribe de la forma clave: valor:

gen = {
    "nombre": "TP53",
    "esencial": True,
    "expresion": 5234
}

A diferencia de las listas, donde accedemos a los elementos por su posición (índice), en los diccionarios accedemos a los valores utilizando su clave. Podemos acceder a un valor indicando su clave entre corchetes:

print(gen["nombre"])

print(gen["expresion"])

TP53
5234

Los diccionarios son muy útiles para representar información de un único objeto. Por ejemplo, los datos de un gen, una proteína o un paciente, donde cada característica tiene un nombre asociado.

Python: Estructuras lógicas

Condicionales y Booleanos

Al igual que en Bash, Python también tiene condicionales if, aunque la sintaxis es ligeramente diferente.

CódigoCódigo con comentarios

numero = 42

print(numero, "es un número")

if numero > 10:
    print(numero, "es mayor a 10")
else:
    print(numero, "es menor o igual a 10")

numero = 42

print(numero, "es un número")

# if es la estructura más utilizada para realizar condicionales.
# Después del if va la condición y termina con dos puntos (:)
if numero > 10:
    # Todo el código indentado (más a la derecha) debajo del if se ejecuta
    # únicamente si la condición es verdadera.
    # Si la condición es falsa, este bloque se saltea.
    #
    # En Python la indentación es obligatoria y define qué
    # instrucciones pertenecen al if. Google Colab la agrega
    # automáticamente al presionar Enter después de los dos puntos (:).
    print(numero, "es mayor a 10")
else:
    # Todo el código indentado debajo del else se ejecuta
    # únicamente cuando la condición del if es falsa.
    print(numero, "es menor o igual a 10")

A diferencia de otros lenguajes, Python no utiliza llaves ({}) para delimitar bloques de código. En su lugar utiliza la indentación, es decir, la cantidad de espacios al comienzo de cada línea. Todas las líneas con la misma indentación pertenecen al mismo bloque de código. Google Colab agrega automáticamente la indentación cuando corresponde, por ejemplo al presionar Enter luego de escribir un if, for, while o una función.

La condición del if es en realidad una variable de tipo booleano, es decir, una variable que solo puede tomar uno de dos valores: True (verdadero) o False (falso).

Hay tres formas principales de obtener variables booleanas:

# Asignando True o False directamente
booleano1 = True

# Utilizando un comparador
numero1 = 5
booleano2 = numero1 > 10

# Combinando booleanos mediante operadores lógicos
booleano3 = booleano1 and booleano2

Como mostramos en la tercera forma de generar variables booleanas, se pueden hacer operaciones entre booleanos usando la llamada álgebra booleana. Esto es un tema muy amplio, pero al momento de programar nos interesarán principalmente tres operaciones: AND, OR y NOT.

El AND y el OR son operaciones entre dos booleanos, mientras que NOT es una operación que se aplica a un único booleano.

• El AND es el "Y", devolviendo True solo cuando ambos booleanos son True. En Python se escribe con and.
• El OR es el "O", devolviendo True cuando al menos uno de los dos booleanos es True. En Python se escribe con or.
• El NOT es el "NO", invirtiendo el valor del booleano (es decir, devuelve True solo si el booleano era False). En Python se escribe con not.

Detalles de AND, OR y NOT

Booleano1	Booleano2	AND (Booleano1 and Booleano2)	OR (Booleano1 or Booleano2)
True	True	True	True
True	False	False	True
False	True	False	True
False	False	False	False

Booleano1	NOT (not Booleano1)
True	False
False	True

En Python, una variable booleana ya representa una condición, por lo que no es necesario compararla explícitamente contra True o False.

Vean el siguiente ejemplo:

CódigoCódigo con comentarios

llueve = True
tengo_paraguas = True

if llueve and not tengo_paraguas:
    print("Me mojo")
else:
    print("No me mojo")

llueve = True
tengo_paraguas = True

# llueve es equivalente a escribir llueve == True
# not tengo_paraguas es equivalente a escribir tengo_paraguas == False
if llueve and not tengo_paraguas:
     # Este bloque solo se ejecuta si ambas condiciones son True:
    #   - llueve
    #   - not tengo_paraguas
    print("Me mojo")
else:
    # Si una o ambas condiciones son False (como ocurre en este ejemplo,
    # donde not tengo_paraguas es False), se ejecuta este bloque.
    print("No me mojo")

Comparar dos valores

Para comparar dos valores en Python (por ejemplo, en un condicional) utilizamos operadores de comparación. Estos devuelven un booleano: True o False.

Para comparar si dos valores son iguales utilizamos el operador ==

== significa "es igual a".

No utilizamos = porque este operador se utiliza para asignar un valor a una variable.

Ejemplo:

numero = 42

if numero == 42:
    print("El número es 42")

Los operadores de comparación son:

Operador	Significado
==	igual a
!=	distinto de
>	mayor que
<	menor que
>=	mayor o igual que
<=	menor o igual que

Paréntesis en las condiciones

En este ejemplo no fue necesario utilizar paréntesis. Sin embargo, cuando las condiciones son más complejas y contienen comparaciones (<, >, ==, etc.), es recomendable utilizarlos para que el código sea más fácil de leer y evitar errores.

Por ejemplo:

edad = 25
tiene_credencial = True

if (edad >= 18) and tiene_credencial:
    print("Puede ingresar")

Ciclos

Ciclo For

En Python, los ciclos for permiten recorrer los elementos de una colección (como una lista) o una secuencia de números. Se escriben de la siguiente forma:

CódigoCódigo con comentarios

for i in range(1, 11):
    print(i)

# for es una de las estructuras más usadas para hacer ciclos.

# i es el nombre de la variable que va cambiando en cada iteración.
# Podríamos llamarla de cualquier otra forma, por ejemplo numero,
# pero por convención suele llamarse i.

# range(1, 11) genera una secuencia con los números del 1 al 10.
# El segundo número (11) no está incluido.
for i in range(1, 11):
    # Todo el código indentado se ejecuta una vez por cada valor de i.
    print(i)

En este caso, el for recorre una secuencia de números del 1 al 10 e imprime el valor de i en cada iteración.

También podemos recorrer directamente los elementos de una lista previamente declarada:

CódigoCódigo con comentarios

lista_colores = ["rojo", "amarillo", "verde"]

for color in lista_colores:
    print(color)

lista_colores = ["rojo", "amarillo", "verde"]

for color in lista_colores:
    # color es la variable que va cambiando en cada iteración del for
    # En este caso va tomando los valores de los diferentes elementos
    # de la lista lista_colores.
    print(color)

Ciclo While

El ciclo for es muy útil, pero tiene la limitación de que generalmente conocemos de antemano cuántas iteraciones va a realizar. Sin embargo, esto no siempre es posible. Para esos casos existe el ciclo while, que repite un bloque de código mientras se cumpla una determinada condición.

CódigoCódigo con comentarios

contador = 1

while contador <= 10:
    print(contador)

    contador = contador + 1

# Declaramos una variable contador con el valor 1
contador = 1

# Todo el código indentado debajo del while se ejecutará
# mientras la condición contador <= 10 sea True.
while contador <= 10:
    # Imprimimos el valor de contador
    print(contador)

    # Aumentamos el valor de contador en una unidad
    contador = contador + 1

Tal vez no se den cuenta, pero este programa hace exactamente lo mismo que el for del ejemplo anterior. La variable contador comienza valiendo 1 y al finalizar cada iteración aumenta en una unidad. Cuando contador llega a 11, la condición contador <= 10 deja de cumplirse, el ciclo termina y el número 11 nunca llega a imprimirse.

En este caso no tendría mucho sentido utilizar un ciclo while, ya que el mismo problema puede resolverse fácilmente con un for. Sin embargo, el while resulta muy útil cuando no sabemos de antemano cuántas iteraciones serán necesarias.

Por ejemplo, si queremos imprimir las potencias de 2 menores que 1000:

CódigoCódigo con comentarios

numero = 1

while numero < 1000:
    print(numero)

    numero = numero * 2

# Declaramos una variable numero con el valor 1 (2⁰)
numero = 1

# El ciclo continuará mientras numero sea menor que 1000
while numero < 1000:
    # Imprimimos el valor actual
    print(numero)

    # Multiplicamos numero por 2 para obtener
    # la siguiente potencia de 2
    # 2¹ = 2
    # 2² = 4
    # 2³ = 8
    # 2⁴ = 16
    # etc.
    numero = numero * 2

Si bien también existen formas de resolver este último ejemplo utilizando un for, el objetivo es mostrar que un ciclo while permite repetir una acción una cantidad indeterminada de veces, dependiendo del resultado de una condición.

Loops infinitos

Al utilizar un ciclo while o for hay que tener cuidado de no escribir un programa que genere un loop infinito, es decir, un ciclo cuya condición nunca deje de ser True.

Si esto ocurre, el programa continuará ejecutándose indefinidamente hasta que lo interrumpamos manualmente.

✏️Ejercicio 2 - Estructuras lógicas

El contenido GC es la proporción de bases G y C presentes en una secuencia de ADN.

Creen una variable llamada secuencia que contenga la siguiente secuencia:

ATGCGATCGGATTAACGCGCTT

Luego escriban un programa que:

• Cree una variable llamada gc con valor 0.
• Recorra la secuencia utilizando un ciclo for.
• Si la base es "G" o "C", aumente gc en 1.
• Imprima la cantidad total de bases G o C presentes en la secuencia.

Tip

Van a necesitar combinar un ciclo for con una estructura if utilizando el operador lógico or.

¿Recuerdan los métodos que vimos para trabajar con strings? ¿Se les ocurre una forma de obtener la cantidad de bases G y C sin utilizar un ciclo for?

✏️Ejercicio Adicional 1

En este ejercicio vamos a crear una función que describa un protocolo sencillo de PCR.

Escriban un programa que:

• Defina una función.
• Reciba como parámetros:
  • La temperatura de alineamiento (annealing).
  • La cantidad de ciclos de PCR.
• Imprima por pantalla un protocolo simplificado indicando:
  • Desnaturalización a 95 °C.
  • Alineamiento a la temperatura indicada.
  • Extensión a 72 °C.
  • La cantidad total de ciclos.

Prueben llamar a la función utilizando distintas temperaturas de alineamiento y diferentes cantidades de ciclos.

✏️Ejercicio Adicional 2

Escriba un programa en Python que:

• Cree una variable llamada resultado y le asigne el valor 0.
• Cree un ciclo for que recorra los números del 1 al 50.
• En cada iteración, sume o reste el valor de i a resultado según corresponda:
  • Para todo i menor que 5 o mayor que 47 Restarle i a resultado.
  • Para todo i mayor que 20 y menor que 30 Sumarle i a resultado.
• Imprima el valor final de resultado.

Bibliografía

Consola de Python

• Comando help()